[發明專利]一種從白鎢礦中提取鎢的方法

有效

• 申請號: 201010605107.0
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102021328A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 趙中偉;李江濤;李洪桂
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B3/06
• 分類號: C22B3/06;C22B34/36
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明涉及濕法冶金領域中稀有高熔點金屬鎢的提取，具體來說是一種高效的從白鎢礦中提取鎢的方法。

背景技術

目前我國鎢冶煉主要消耗的資源是黑鎢礦(易于選冶，產量占90％以上)，而黑鎢資源基礎儲量僅約49.13萬噸，將在數年內消耗殆盡，加上新發現的鎢資源也大多是復雜白鎢資源，已經呈現出白鎢礦占絕對優勢的局面(白鎢礦資源儲量約173.70萬噸，占我國鎢礦基礎儲量的72.1％)。因此，開發白鎢資源來代替黑鎢是我國鎢業可持續發展的戰略性選則。

但是，目前國內還沒有形成專門的白鎢礦處理工藝，主要是延用黑鎢礦NaOH壓煮的處理技術來處理白鎢礦(該工藝產量占80％以上)。該工藝在高堿濃度，高堿用量，高溫高壓的強化條件下使得白鎢礦得以有效分解，渣含WO₃可降到1-3％。這也造成了該工藝能耗大，生產成本高，后續工序廢水排放量大等缺點，不符合我國節能減排、低碳經濟的發展要求。

國外處理白鎢礦主要采用蘇打壓煮法，該方法可以穩定地分解低品位白鎢礦，渣含鎢一般在0.x％，但是試劑用量太大，一般要達到理論量的3倍，國內有實驗室研究甚至要用到5-6倍。而且操作溫度也高達225℃左右，設備壓力達20atm。

酸分解法主要用鹽酸來處理白鎢礦，熱力學研究表明其反應趨勢很高。但鹽酸分解時鎢酸呈黃色膠狀包裹在未分解的白鎢表面，容易導致分解不完全，而且鹽酸的酸腐蝕和揮發問題嚴重，工作環境惡劣，最終大量的剩余鹽酸母液經石灰中和成CaCl₂溶液而排放，目前國內已棄置不用。

由于鎢可與磷、砷、硅等雜質形成雜鎢比為1∶6～1∶12的可溶性的雜多酸(如[PW₁₂O₄₀]^3-)，在鹽酸分解過程中少量的磷就可以造成大量鎢的分散和損失，因此鹽酸分解工藝主要處理高品位白鎢精礦(要求磷、砷等雜質低)。但有人反其道而用之，在浸出過程中特地加入少量磷酸使鎢進入溶液，從而解決鹽酸分解時的鎢酸包裹而影響分解的問題。據研究(劉玉，劉琦，盧鐵軍，尤大鉞.幾種不同白鎢精礦鹽酸絡合浸取的動力學研究.稀有金屬與硬質合金.1989，2：10-16)，在磷的用量少的時候仍會出現黃色鎢酸，因此需要較大的過量系數，而且磷的用量越大浸出速度越快。但是鹽酸的腐蝕和揮發問題仍然令人頭痛，所以雖有研究報道但未見工業應用。

為了克服上述方法中鹽酸的腐蝕和揮發問題，可考慮采用硫酸來替代鹽酸，以實現鎢的絡合浸出。但是在大量硫酸存在時，溶液對硫酸鈣的過飽和度極大，往往導致石膏迅速成核形成大量細密結晶而造成了包裹，使得分解效果不理想。如美國專利4168296報道了用硫酸來浸出白鎢礦的研究，該方法在采用硫酸分解時，通過加入磷酸、磷酸鈣或磷灰巖以提供磷作為鎢的絡合劑，但是還需要特別加入一定量的NaCl以改善分解。據該專利描述，為分解100g品位29.6％WO₃的鎢礦，用80g硫酸和300ml水配成浸出液，則折合溶液硫酸濃度為241.5g/L，再在此高濃度的強酸性硫酸溶液中加入4gNaCl。這時強酸性的硫酸溶液中HCl的活度將會很高，其實就相當于使用了高濃度的鹽酸，其揮發問題和Cl^-腐蝕問題又會出現。發明者添加了4g磷灰石礦以供反應產生磷酸來結合鎢，磷灰石即便按純Ca₅(PO₄)₃F計算，全部分解后折合溶液中P₂O₅含量僅為0.3％，而前已提及磷酸用量少時容易生成鎢酸沉淀。這樣石膏和鎢酸兩者的共同包裹作用嚴重阻礙了分解的進行。因此，該分解方法仍需要采用三段浸出才能達到較高分解率。